JPH08205497A

JPH08205497A - 車両用交流発電機

Info

Publication number: JPH08205497A
Application number: JP7011278A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kanazawa; 宏至金澤; Kazuo Tawara; 和雄田原; Yoshiaki Honda; 義明本田; Keiichi Masuno; 敬一増野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-01-27
Filing date: 1995-01-27
Publication date: 1996-08-09

Abstract

(57)【要約】【目的】車両用交流発電機のＬ端子を省略し、電圧調整
器の回路の簡略化とバッテリー上がりを防止する。【構成】固定子８はハウジング１１の内部に固定されて
おり、シャフト１とはベアリング２で支持される。ハウ
ジング１１の内部には固定子コイル９で発生した誘起電
圧の電圧の大きさを調整するための電圧調整器１２と交
流の誘起電圧を整流するための整流ダイオード１３が配
置される。また、回転子７の一部に永久磁石が配置され
る構成で、ハウジングはバッテリーのプラス電極を接続
するためのＢ端子とマイナス電極を接続するためのアー
ス端子のみを備えている。【効果】電圧調整器の初期励磁モードを省略できるため
に、初期励磁に必要な回路を省略でき電圧調整器の構成
を簡単化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車用車両用交流発電
機に係り、特に界磁に永久磁石を併設して出力を向上さ
せるに好適な自動車用車両用交流発電機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の装置は、特公平6−7733 号公報に
記載されているように、キースイッチに連動してエンジ
ンがかかるまでは車両用交流発電機の動作が正常に行わ
れているか否かを判断するために、フィールドコイルに
初期励磁電流を流してチャージランプを点灯していた。
そのために車両用交流発電機の本体にはＢ端子とＥ端子
以外にチャージランプの点灯を制御するためのＬ端子を
設ける必要があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、エン
ジンが始動するまではチャージランプを点灯し、フィー
ルドコイルに半導体素子を介して初期励磁電流を流し、
発電機の回転数が増加して発電電圧が所定値になるとチ
ャージランプを消灯させていた。このためフィールドコ
イルに一定電流を流すために、車両用交流発電機の回転
子の温度上昇及びバッテリーの放電等の問題点があっ
た。

【０００４】また、電圧調整器の回路に初期励磁の電流
を制御するための発振回路等が必要となり回路が複雑化
するという問題点があった。

【０００５】さらには、初期励磁電流を流している間、
運転者に警告するためのチャージランプを点灯させる必
要があった。また、ランプ電流も０.５Ａ程度必要なた
め電圧調整器内に設けられるランプの駆動部分のＩＣの
チップ面積が大きくなり価格が高くなるといった問題が
ある。

【０００６】本発明は車両用交流発電機のＬ端子を省略
し、電圧調整器の回路の簡略化とバッテリーの過放電を
防止することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、固定子を狭持
しロータを回転自在に保持してなるハウジングにバッテ
リーのプラス電極を接続するためのＢ端子とマイナス電
極を接続するためのアース端子のみを備えてなることを
特徴とする車両用交流発電機により達成される。

【０００８】

【作用】車両用交流発電機の回転子内部に配置した永久
磁石の作る磁束の方向は、フィールドコイルが作る磁束
に対して並列又は直列に配置されるために、フィールド
コイルに電流を流さなくても固定子コイルに磁束を差交
させることができ、回転子の速度に応じた誘起電圧を得
ることができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図７により
説明する。図１は、本発明のオルタネータの全体構成を
示したものである。

【００１０】図において、シャフト１には、一方の端部
にプーリ３，もう一方の端部にスリップリング４が配置
される。スリップリング４にはブラシ５が摺動可能に取
り付けられ、回転子７の内部に配置されるヨーク１８に
巻かれたフィールドコイル６に電力を供給できる構造で
ある。

【００１１】また、回転子７には回転子７の速度に比例
した風量が得られる内蔵ファン１０が回転子７の左右に
設けられる。この回転子７と僅かな空隙を隔てて固定子
８が配置され、その固定子８には固定子コイル９が巻か
れている。この固定子８はハウジング１１の内部に固定
されており、先に述べたシャフト１とはベアリング２で
支持される。ハウジング１１の内部には固定子コイル９
で発生した誘起電圧の電圧の大きさを調整するための電
圧調整器１２と交流の誘起電圧を整流するための整流ダ
イオード１３が配置される。また、回転子７の一部に永
久磁石１５が配置される構成である。整流ダイオード１
３からはバッテリー１０１のプラス電極に接続されるＢ
端子１６とバッテリー１０１のマイナス電極に接続され
るアース端子１７から構成される。

【００１２】次に動作について説明する。一般的な車両
用交流発電機ではフィールドコイル６に電流を流すこと
によって、回転子７の爪形磁極にＮ極とＳ極の磁極を交
互に構成することができる。そして、この磁化された爪
形磁極がエンジンの回転によって回されることで固定子
コイル９に３相の誘起電圧が発生する。整流ダイオード
１３はこの交流電圧を整流し直流電圧に変換するもので
ある。

【００１３】また、電圧調整器１２はこの直流電圧を約
１４.３Ｖの一定電圧に保つためにフィールド電流を制
御するものである。図１に示すように永久磁石１５を回
転子７の一部に配置することで、フィールド電流が零の
状態でも固定子コイル９に磁束が差交し誘起電圧が発生
する。

【００１４】次に、図２及び図３を用いて電圧調整器１
２の構成について説明する。（なお、図１の部品と等効
物には同一符号付す。）バッテリー１０１は車両用交流
発電機１００のＢ端子１６及びアース端子１７を介し
て、内部に配置される整流ダイオード１３にそれぞれ接
続されている。また、アース端子１７は先に説明したハ
ウジング１１に電気的に接続されている。また、車両用
交流発電機の内部に配置される固定子コイル９の３相出
力端は整流ダイオード１３に接続され、その内の１相が
電圧調整器１２に回転数検出信号線１０３として接続さ
れる。また、電圧調整器１２には車両用交流発電機の発
電電圧を検出できるように発電電圧検出信号線１０６が
接続される。

【００１５】フィールドコイル６は片側がバッテリー１
０１のプラス端子に接続されもう一方は電圧調整器１２
の内部に設けられたトランジスタに接続される。

【００１６】図３は電圧調整器１２の内部に配置される
フィールド電流を調整するトランジスタをＨ型ブリッジ
とし、フィールドコイル６に流す電流方向を永久磁石１
５に対して増磁又は減磁のどちらの方向にも起磁力を発
生させることができるようにしたものである。つまり、
永久磁石１５を回転子７に設けたことで車両用交流発電
機１００の回転数が高速になったときに永久磁石１５に
よる誘起電圧が整流ダイオード１３の電気的な耐圧を越
えないように逆方向にフィールド電流を流すように制御
し保護できるようにしたものである。

【００１７】次に動作について図２を用いて説明する。

【００１８】電圧調整器１２には発電電圧検出信号線１
０６により常に電源電圧が供給されている。よって、エ
ンジンが始動すれば固定子コイル９には３相の交流電圧
が発生する。３相巻線の１相は回転数検出信号線１０３
として電圧調整器１２に接続されているために、電圧調
整器１２はこの回転数検出信号線１０３の大きさ又はパ
ルス数からエンジン及び車両用交流発電機の回転数を演
算する。そして、発電電圧検出信号線１０６の大きさを
検出して所定の回転数以上になった場合にフィールドコ
イル６に流す電流を制御する。この動作によって、バッ
テリー電圧を約１４.３Ｖで充電している。

【００１９】本発明は、先に述べた初期励磁電流を省略
しても永久磁石の磁束により固定子コイル９に誘起電圧
を発生させることができるために、車両用交流発電機の
回転数を検出することができ電圧調整器の初期励磁モー
ドを省略することができる。よって、初期励磁用の発振
器，タイマー等を省略することができる。

【００２０】以上述べたことをフローチャートに表すと
図４のように表すことができる。左側に従来例、右側に
本発明を示す。比較してわかるように初期励磁のモード
を省略してもなんら問題なく動作することがわかる。ま
た、車両用交流発電機が発電しているのかしていないの
かを運転者に知らせる必要がある場合には、自動車の全
体を制御している上位コンピュータは（図示せず）バッ
テリー電圧を常に監視しているので、バッテリー電圧が
下がった場合には運転者に表示ランプを点滅させる等の
機能を設ければ従来と同様の機能とすることができる。

【００２１】図５から図７は、回転子７に配置する永久
磁石１５の配置構造について示したものである。

【００２２】図５は隣合う爪形磁極１４の間を埋めるよ
うに永久磁石１５を配置した構成である。

【００２３】また、図６は爪形磁極１４の端部磁極に永
久磁石１５を配置したものである。図７はフィードルコ
イル６の内周面あたるヨーク１８の外周面に図８に示す
円筒状の永久磁石１５を配置した構成で前記同様の効果
が得られる。このように色々な場所に配置しても同様な
効果は得られる。

【００２４】以上述べたように、本発明では初期励磁を
省略できることでランプの点灯制御を省略することがで
きる。そのために、ランプを省略できることは言うまで
もなく、Ｌ端子及びこのＬ端子を駆動する半導体素子を
省略できる効果がある。

【００２５】また、初期励磁を省略することでバッテリ
ーの負担を低減できる効果がある。また、電圧調整器内
部に配置されるフィールド電流制御素子をＨ型ブリッジ
とすることでフィールド電流の励磁方向を切り替えるこ
とができるので、強力な永久磁石を配置しても、整流ダ
イオードを保護することが可能である。また、フィール
ドコイルに対して初期励磁電流を流さなくても良いため
に、初期励磁電流通電表示であるランプを省略できるこ
とで、ランプの駆動回路を電圧調整器から省略すること
ができる効果がある。このことは低コスト化につなが
る。

【００２６】

【発明の効果】電圧調整器の初期励磁モードを省略でき
るために、初期励磁に必要な回路を省略でき電圧調整器
の構成を簡単化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の車両用交流発電機の構成を
説明する説明図。

【図２】電圧調整器の動作の様子を説明する全体構成
図。

【図３】電圧調整器の他の動作の様子を説明する全体構
成図。

【図４】従来の車両用交流発電機の動作フローチャート
と本発明の動作フローチャート。

【図５】回転子に配置する永久磁石の配置図。

【図６】回転子に配置する永久磁石の配置図。

【図７】回転子に配置する永久磁石の配置図。

【図８】図７に用いられる永久磁石の斜視図。

【符号の説明】１…シャフト、２…ベアリング、３…プーリ、４…スリ
ップリング、５…ブラシ、６…フィールドコイル、７…
回転子、８…固定子、９…固定子コイル、１０…内蔵フ
ァン、１１…ハウジング、１２…電圧調整器、１３…整
流ダイオード、１５…永久磁石、１６…Ｂ端子、１７…
アース端子、１００…車両用交流発電機、１０１…バッ
テリー、１０３…回転数検出信号、１０６…発電電圧検
出信号。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者増野敬一茨城県ひたちなか市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フィールドコイルと，固定子コイルに有効
磁束が差交するように永久磁石を配置した回転子と，前
記フィールドコイルにスリップリングを介して電力を供
給するためのブラシと，前記固定子コイルを配置した固
定子と，前記固定子コイルの発電電圧を整流するための
整流ダイオードと，発電電圧を一定に調整するための電
圧調整器と，前記固定子を狭持しロータを回転自在に保
持してなるハウジングとを備えてなる車両用交流発電機
において、前記ハウジングはバッテリーのプラス電極を接続するた
めのＢ端子とマイナス電極を接続するためのアース端子
のみを備えてなることを特徴とする車両用交流発電機。
【請求項２】請求項１記載において、電圧調整器に内蔵
されるフィールドコイルの制御素子はＨ型ブリッジで構
成されることを特徴とする車両用交流発電機。